Datagor Practical Electronics Magazine. Strömförsörjning: med och utan reglering, laboratorium, pulsad, enhet, reparation Några idéer för tillverkning

God dag, forumanvändare och webbplatsgäster. Radiokretsar! Vill sätta ihop ett anständigt, men inte för dyrt och coolt nätaggregat, så att det har allt och det inte kostar något. Till slut valde jag den bästa, enligt min mening, krets med ström- och spänningsreglering, som består av endast fem transistorer, utan att räkna ett par dussin motstånd och kondensatorer. Ändå fungerar det tillförlitligt och är mycket repeterbart. Detta upplägg har redan granskats på sajten, men med hjälp av kollegor lyckades vi förbättra det något.

Jag monterade den här kretsen i sin ursprungliga form och stötte på ett obehagligt problem. När jag justerar strömmen kan jag inte ställa in den på 0,1 A - minst 1,5 A vid R6 0,22 Ohm. När jag ökade motståndet på R6 till 1,2 Ohm visade sig strömmen vid en kortslutning vara minst 0,5 A. Men nu började R6 värmas upp snabbt och kraftigt. Sedan använde jag en liten modifiering och fick en mycket bredare strömreglering. Cirka 16 mA till max. Du kan också göra det från 120 mA om du överför änden av motståndet R8 till T4-basen. Summan av kardemumman är att innan motståndsspänningen sjunker, läggs ett fall i B-E-övergången till och denna extra spänning gör att du kan öppna T5 tidigare och som ett resultat begränsa strömmen tidigare.

Baserat på detta förslag genomförde jag framgångsrika tester och fick så småningom en enkel laboratorieströmförsörjning. Jag lägger upp ett foto av min laboratorieströmförsörjning med tre utgångar, där:

1-utgång 0-22v
2-utgång 0-22v
3-utgång +/- 16V

Dessutom kompletterades enheten med ett effektfilterkort med ett säkringsblock, förutom regleringskortet för utspänning. Vad hände till slut - se nedan.

Många vet redan att jag har en svaghet för alla typer av nätaggregat, men här kommer en två-i-ett recension. Den här gången kommer det att finnas en översyn av en radiokonstruktör som låter dig montera grunden för en laboratorieströmförsörjning och en variant av dess verkliga implementering.
Jag varnar er, det kommer att bli mycket bilder och text, så fyll på med kaffe :)

Först ska jag förklara lite vad det är och varför.
Nästan alla radioamatörer använder en sådan sak som en laboratorieströmförsörjning i sitt arbete. Oavsett om det är komplicerat med mjukvarukontroll eller helt enkelt på LM317, gör den fortfarande nästan samma sak, driver olika belastningar medan du arbetar med dem.
Laboratorieströmförsörjning är indelad i tre huvudtyper.
Med pulsstabilisering.
Med linjär stabilisering
Hybrid.

De första inkluderar en switchad strömförsörjning, eller helt enkelt en switchande strömförsörjning med en nedtrappad PWM-omvandlare. Jag har redan granskat flera alternativ för dessa nätaggregat. , .
Fördelar - hög effekt med små dimensioner, utmärkt effektivitet.
Nackdelar - RF-rippel, närvaro av rymliga kondensatorer vid utgången

De senare har inga PWM-omvandlare ombord, all reglering sker linjärt, där överskottsenergi helt enkelt försvinner på styrelementet.
Fördelar - Nästan fullständig frånvaro av rippel, inget behov av utgångskondensatorer (nästan).
Nackdelar - effektivitet, vikt, storlek.

Den tredje är en kombination av antingen den första typen med den andra, sedan drivs den linjära stabilisatorn av en slav-buck PWM-omvandlare (spänningen vid utgången av PWM-omvandlaren hålls alltid på en nivå som är något högre än utgången, resten regleras av en transistor som arbetar i linjärt läge.
Eller så är det en linjär strömförsörjning, men transformatorn har flera lindningar som växlar efter behov och därigenom minskar förlusterna på styrelementet.
Detta schema har bara en nackdel, komplexiteten, som är högre än den för de två första alternativen.

Idag kommer vi att prata om den andra typen av strömförsörjning, med ett reglerelement som fungerar i linjärt läge. Men låt oss titta på denna strömförsörjning med hjälp av exemplet med en designer, det verkar för mig att detta borde vara ännu mer intressant. När allt kommer omkring, enligt min mening, är detta en bra början för en nybörjare radioamatör att montera en av huvudenheterna.
Tja, eller som man säger, rätt strömförsörjning måste vara tung :)

Den här recensionen är mer riktad till nybörjare; erfarna kamrater kommer sannolikt inte att hitta något användbart i den.

För granskning beställde jag en byggsats som låter dig montera huvuddelen av en laboratorieströmförsörjning.
Huvudegenskaperna är följande (från de som deklarerats av butiken):
Ingångsspänning - 24 Volt AC
Utspänning justerbar - 0-30 Volt DC.
Utström justerbar - 2mA - 3A
Utspänningsrippel - 0,01 %
Måtten på den tryckta tavlan är 80x80 mm.

Lite om förpackningar.
Designern kom i en vanlig plastpåse, insvept i mjukt material.
Inuti, i en antistatisk blixtlåspåse, fanns alla nödvändiga komponenter, inklusive kretskortet.

Allt inuti var en enda röra, men ingenting var skadat, kretskortet skyddade delvis radiokomponenterna.

Jag kommer inte att lista allt som ingår i kitet, det är lättare att göra detta senare under granskningen, jag säger bara att jag fick nog av allt, även en del över.

Lite om kretskortet.
Kvaliteten är utmärkt, kretsen ingår inte i satsen, men alla betyg är markerade på tavlan.
Skivan är dubbelsidig, täckt med en skyddsmask.

Kortbeläggningen, förtenningen och kvaliteten på själva kretskortet är utmärkt.
Jag kunde bara riva av en lapp från tätningen på ett ställe, och det var efter att jag försökte löda en icke-originaldel (varför, det får vi veta senare).
Enligt min åsikt är detta det bästa för en nybörjarradioamatör, det kommer att bli svårt att förstöra det.

Innan installationen ritade jag ett diagram över denna strömförsörjning.

Systemet är ganska genomtänkt, men inte utan sina brister, men jag kommer att berätta om dem i processen.
Flera huvudnoder är synliga i diagrammet, jag separerade dem efter färg.
Grön - spänningsreglering och stabiliseringsenhet
Röd - strömreglering och stabiliseringsenhet
Lila - indikeringsenhet för att byta till nuvarande stabiliseringsläge
Blå - referensspänningskälla.
Separat finns det:
1. Ingångsdiodbrygga och filterkondensator
2. Effektstyrenhet på transistorerna VT1 och VT2.
3. Skydd på transistor VT3, stänger av utgången tills strömförsörjningen till operationsförstärkarna är normal
4. Fläktkraftstabilisator, byggd på ett 7824-chip.
5. R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5, enhet för att bilda den negativa polen på strömförsörjningen till operationsförstärkare. På grund av närvaron av denna enhet kommer strömförsörjningen inte bara att fungera på likström, det är växelströmsingången från transformatorn som krävs.
6. C9 utgångskondensator, VD9, utgångsskyddsdiod.

Först kommer jag att beskriva fördelarna och nackdelarna med kretslösningen.
Fördelar -
Det är trevligt att ha en stabilisator för att driva fläkten, men fläkten behöver 24 volt.
Jag är mycket nöjd med närvaron av en strömkälla med negativ polaritet; detta förbättrar avsevärt driften av strömförsörjningen vid strömmar och spänningar nära noll.
På grund av närvaron av en källa med negativ polaritet infördes skydd i kretsen; så länge det inte finns någon spänning kommer strömförsörjningsutgången att stängas av.
Strömförsörjningen innehåller en referensspänningskälla på 5,1 volt, detta gjorde det möjligt att inte bara reglera utspänningen och strömmen korrekt (med denna krets regleras spänning och ström från noll till maximalt linjärt, utan "puckel" och "dippar" vid extrema värden), men gör det också möjligt att styra extern strömförsörjning, jag ändrar helt enkelt styrspänningen.
Utgångskondensatorn har en mycket liten kapacitans, vilket gör att du säkert kan testa lysdioderna; det kommer inte att finnas någon strömökning förrän utgångskondensatorn är urladdad och PSU:n går in i strömstabiliseringsläge.
Utgångsdioden är nödvändig för att skydda strömförsörjningen från att ge omvänd polaritetsspänning till dess utgång. Det är sant att dioden är för svag, det är bättre att ersätta den med en annan.

Minus.
Strömmätningsshunten har för högt motstånd, på grund av detta, när den arbetar med en belastningsström på 3 Amp, genereras cirka 4,5 watt värme på den. Motståndet är designat för 5 Watt, men uppvärmningen är mycket hög.
Ingångsdiodbryggan består av 3 Ampere dioder. Det är bra att ha minst 5 Ampere dioder, eftersom strömmen genom dioderna i en sådan krets är lika med 1,4 av utgången, så i drift kan strömmen genom dem vara 4,2 Ampere, och själva dioderna är designade för 3 Ampere . Det enda som underlättar situationen är att diodparen i bryggan fungerar växelvis, men det är ändå inte helt korrekt.
Det stora minuset är att de kinesiska ingenjörerna, när de valde operationsförstärkare, valde en op-amp med en maximal spänning på 36 volt, men inte trodde att kretsen hade en negativ spänningskälla och inspänningen i denna version var begränsad till 31 Volt (36-5 = 31 ). Med en ingång på 24 Volt AC blir DC cirka 32-33 Volt.
De där. Op-förstärkarna kommer att fungera i extremt läge (36 är max, standard 30).

Jag ska prata mer om för- och nackdelar, samt om modernisering senare, men nu går jag vidare till själva monteringen.

Låt oss först lägga ut allt som ingår i satsen. Detta kommer att göra monteringen lättare och det blir helt enkelt tydligare att se vad som redan har installerats och vad som återstår.

Jag rekommenderar att du startar monteringen med de lägsta elementen, eftersom om du installerar de höga först, kommer det att vara obekvämt att installera de låga senare.
Det är också bättre att börja med att installera de komponenter som är mer av samma.
Jag börjar med motstånd, och dessa kommer att vara 10 kOhm-motstånd.
Motstånden är av hög kvalitet och har en noggrannhet på 1%.
Några ord om motstånd. Motstånd är färgkodade. Många kan tycka att detta är obekvämt. I själva verket är detta bättre än alfanumeriska markeringar, eftersom markeringarna är synliga i alla lägen av motståndet.
Var inte rädd för färgkodning; i det inledande skedet kan du använda det, och med tiden kommer du att kunna identifiera det utan det.
För att förstå och bekvämt arbeta med sådana komponenter behöver du bara komma ihåg två saker som kommer att vara användbara för en nybörjare radioamatör i livet.
1. Tio grundläggande märkningsfärger
2. Serievärden, de är inte särskilt användbara när man arbetar med precisionsmotstånd i E48- och E96-serien, men sådana motstånd är mycket mindre vanliga.
Alla radioamatörer med erfarenhet kommer att lista dem helt enkelt från minnet.
1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.7, 3, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1.
Alla andra valörer multipliceras med 10, 100 osv. Till exempel 22k, 360k, 39Ohm.
Vad ger denna information?
Och det ger att om motståndet är av E24-serien, då, till exempel, en kombination av färger -
Blå + grön + gul är omöjligt i den.
Blå - 6
Grön - 5
Gul - x10 000
de där. Enligt beräkningar kommer det ut till 650k, men det finns inget sådant värde i E24-serien, det finns antingen 620 eller 680, vilket betyder att antingen har färgen identifierats felaktigt, eller så har färgen ändrats, eller så är motståndet inte i E24-serien, men den senare är sällsynt.

Okej, nog med teori, låt oss gå vidare.
Innan installationen formar jag motståndsledningarna, vanligtvis med en pincett, men vissa använder en liten hemmagjord enhet för detta.
Vi har inte bråttom att slänga sticklingarna från ledningarna, ibland kan de vara användbara för hoppare.

Efter att ha fastställt huvudmängden nådde jag enstaka motstånd.
Det kan vara svårare här, du kommer att behöva ta itu med valörer oftare.

Jag löder inte komponenterna direkt, utan bara biter dem och böjer ledningarna, och jag biter dem först och böjer dem sedan.
Detta görs mycket enkelt, brädet hålls i din vänstra hand (om du är högerhänt), och komponenten som installeras trycks samtidigt.
Vi har sidoskärare i vår högra hand, vi biter av ledningarna (ibland till och med flera komponenter på en gång) och böjer omedelbart ledningarna med sidokanten på sidoskärarna.
Allt detta görs mycket snabbt, efter ett tag är det redan automatiskt.

Nu har vi nått det sista lilla motståndet, värdet på det nödvändiga och det som är kvar är detsamma, vilket inte är dåligt :)

Efter att ha installerat motstånden går vi vidare till dioder och zenerdioder.
Det finns fyra små dioder här, det här är den populära 4148, två zenerdioder på 5,1 volt vardera, så det är väldigt svårt att bli förvirrad.
Vi använder det också för att dra slutsatser.

På kortet indikeras katoden med en rand, precis som på dioder och zenerdioder.

Även om brädan har en skyddsmask rekommenderar jag ändå att böja ledningarna så att de inte faller på intilliggande spår; på bilden är diodledningen böjd bort från spåret.

Zenerdioderna på kortet är också märkta som 5V1.

Det finns inte särskilt många keramiska kondensatorer i kretsen, men deras markeringar kan förvirra en nybörjare radioamatör. Den lyder förresten även E24-serien.
De två första siffrorna är det nominella värdet i picofarads.
Den tredje siffran är antalet nollor som måste läggas till valören
De där. till exempel 331 = 330pF
101 - 100 pF
104 - 100000pF eller 100nF eller 0,1uF
224 - 220000pF eller 220nF eller 0,22uF

Huvudantalet passiva element har installerats.

Efter det går vi vidare till att installera operationsförstärkare.
Jag skulle nog rekommendera att köpa uttag till dem, men jag lödde dem som de är.
På brädet, såväl som på själva chippet, är det första stiftet markerat.
De återstående slutsatserna räknas moturs.
Bilden visar platsen för operationsförstärkaren och hur den ska installeras.

För mikrokretsar böjer jag inte alla stift, utan bara ett par, vanligtvis är dessa de yttre stiften diagonalt.
Tja, det är bättre att bita dem så att de sticker ut cirka 1 mm ovanför brädan.

Det är allt, nu kan du gå vidare till lödning.
Jag använder en alldeles vanlig lödkolv med temperaturkontroll, men en vanlig lödkolv med en effekt på ca 25-30 watt räcker.
Löd 1 mm i diameter med flussmedel. Jag anger specifikt inte märket på lodet, eftersom lodet på spolen inte är original (originalspolar väger 1 kg), och få människor kommer att känna till dess namn.

Som jag skrev ovan är brädan av hög kvalitet, löds väldigt lätt, jag använde inga flussmedel, det räcker bara med det som finns i lodet, du behöver bara komma ihåg att ibland skaka av överfluxet från spetsen.

Här tog jag ett foto med ett exempel på bra lödning och inte så bra.
Ett bra lod ska se ut som en liten droppe som omsluter terminalen.
Men det finns ett par ställen på bilden där det uppenbarligen inte finns tillräckligt med lod. Detta kommer att hända på ett dubbelsidigt kort med metallisering (där lodet också rinner in i hålet), men detta kan inte göras på ett enkelsidigt bräde; med tiden kan sådan lödning "falla av".

Transistorernas terminaler måste också vara förformade; detta måste göras på ett sådant sätt att terminalen inte blir deformerad nära basen av höljet (äldste kommer ihåg den legendariska KT315, vars terminaler älskade att bryta av).
Jag formar kraftfulla komponenter lite annorlunda. Formning görs så att komponenten står ovanför skivan, i vilket fall mindre värme överförs till skivan och inte förstör den.

Så här ser gjutna kraftfulla motstånd ut på en bräda.
Alla komponenter löddes endast underifrån, lodet som du ser på toppen av brädet penetrerade genom hålet på grund av kapilläreffekt. Det är lämpligt att löda så att lodet penetrerar lite till toppen, detta kommer att öka tillförlitligheten av lödningen, och i fallet med tunga komponenter, deras bättre stabilitet.

Om jag innan detta formade komponenternas terminaler med en pincett, behöver du redan för dioderna en liten tång med smala käftar.
Slutsatserna är utformade på ungefär samma sätt som för motstånd.

Men det finns skillnader under installationen.
Om för komponenter med tunna ledningar installationen sker först, sedan uppstår bitning, då är det motsatta för dioder. Du kommer helt enkelt inte att böja en sådan ledning efter att ha bitit den, så först böjer vi ledningen och biter sedan bort överskottet.

Kraftenheten är sammansatt med två transistorer anslutna enligt en Darlington-krets.
En av transistorerna är installerad på en liten radiator, helst genom termisk pasta.
Satsen innehöll fyra M3-skruvar, en går här.

Ett par bilder på den nästan lödda brädan. Jag kommer inte att beskriva installationen av plintar och andra komponenter; det är intuitivt och kan ses från fotografiet.
Förresten, angående kopplingsplintar, har kortet kopplingsplintar för anslutning av ingång, utgång och fläkteffekt.

Jag har inte tvättat brädan än, även om jag ofta gör det i det här skedet.
Det beror på att det fortfarande kommer att finnas en liten del att slutföra.

Efter huvudmonteringssteget har vi följande komponenter kvar.
Kraftfull transistor
Två variabla motstånd
Två kontakter för kortinstallation
Två kontakter med kablar, förresten ledningarna är väldigt mjuka, men med litet tvärsnitt.
Tre skruvar.

Till en början tänkte tillverkaren placera variabla motstånd på själva kortet, men de är placerade så obekvämt att jag inte ens brydde mig om att löda dem och visade dem bara som ett exempel.
De är väldigt nära och det kommer att vara extremt obekvämt att justera, även om det är möjligt.

Men tack för att du inte glömde att inkludera kablarna med kontakter, det är mycket bekvämare.
I den här formen kan motstånden placeras på enhetens frontpanel, och kortet kan installeras på en bekväm plats.
Samtidigt lödde jag en kraftfull transistor. Detta är en vanlig bipolär transistor, men den har en maximal effektförlust på upp till 100 watt (naturligtvis när den är installerad på en radiator).
Det finns tre skruvar kvar, jag förstår inte ens var man ska använda dem, om i hörnen på brädet behövs fyra, om du fäster en kraftfull transistor är de korta, i allmänhet är det ett mysterium.

Kortet kan drivas från vilken transformator som helst med en utspänning på upp till 22 volt (specifikationerna anger 24, men jag förklarade ovan varför en sådan spänning inte kan användas).
Jag bestämde mig för att använda en transformator som legat länge till den romantiska förstärkaren. Varför för, och inte från, och för att den inte har stått någonstans än :)
Denna transformator har två uteffektlindningar på 21 volt, två hjälplindningar på 16 volt och en skärmlindning.
Spänningen är indikerad för ingången 220, men eftersom vi nu redan har en standard på 230 blir utspänningarna något högre.
Transformatorns beräknade effekt är cirka 100 watt.
Jag parallelliserade uteffektlindningarna för att få mer ström. Visst gick det att använda en likriktarkrets med två dioder, men det skulle inte fungera bättre, så jag lämnade det som det är.

För de som inte vet hur man bestämmer kraften hos en transformator, gjorde jag en kort video.

Första provkörningen. Jag installerade en liten kylfläns på transistorn, men även i denna form var det ganska mycket uppvärmning, eftersom strömförsörjningen är linjär.
Justering av ström och spänning sker utan problem, allt fungerade direkt, så jag kan redan nu fullt ut rekommendera denna designer.
Det första fotot är spänningsstabilisering, det andra är ström.

Först kollade jag vad transformatorn ger ut efter likriktning, eftersom detta bestämmer den maximala utspänningen.
Jag fick ungefär 25 volt, inte mycket. Kapaciteten på filterkondensatorn är 3300 μF, jag skulle rekommendera att öka den, men även i denna form är enheten ganska funktionell.

Eftersom det för ytterligare testning var nödvändigt att använda en normal radiator, gick jag vidare till att montera hela den framtida strukturen, eftersom installationen av radiatorn berodde på den avsedda designen.
Jag bestämde mig för att använda Igloo7200 radiatorn jag hade liggandes. Enligt tillverkaren kan en sådan radiator avleda upp till 90 watt värme.

Enheten kommer att använda ett Z2A-hus baserat på en polsktillverkad idé, priset kommer att vara cirka $3.

Inledningsvis ville jag bort från fallet som mina läsare är trötta på, där jag samlar på mig alla möjliga elektroniska saker.
För att göra detta valde jag ett lite mindre fodral och köpte en fläkt med ett nät för det, men jag kunde inte passa in all fyllning i den, så jag köpte ett andra fodral och följaktligen en andra fläkt.
I båda fallen köpte jag Sunon-fläktar, jag gillar verkligen produkterna från detta företag, och i båda fallen köpte jag 24 Volt-fläktar.

Så här tänkte jag installera radiatorn, kortet och transformatorn. Det finns till och med lite utrymme kvar för fyllningen att expandera.
Det fanns inget sätt att få in fläkten, så det beslöts att placera den utanför.

Vi markerar monteringshålen, skär gängorna och skruvar dem för montering.

Eftersom det valda höljet har en invändig höjd på 80mm, och skivan också har denna storlek, säkrade jag radiatorn så att skivan är symmetrisk med avseende på radiatorn.

Ledningarna till den kraftfulla transistorn behöver också gjutas något så att de inte deformeras när transistorn trycks mot radiatorn.

En liten utvikning.
Av någon anledning tänkte tillverkaren på en plats för att installera en ganska liten radiator, på grund av detta, när du installerar en normal, visar det sig att fläktens kraftstabilisator och kontakten för att ansluta den kommer i vägen.
Jag var tvungen att löda upp dem och täta platsen där de var med tejp så att det inte skulle finnas någon anslutning till radiatorn, eftersom det är spänning på den.

Jag klippte bort den överflödiga tejpen på baksidan, annars skulle det bli helt slarvigt, vi gör det enligt Feng Shui :)

Så här ser ett kretskort ut med kylflänsen äntligen installerad, transistorn är installerad med termisk pasta, och det är bättre att använda bra termisk pasta, eftersom transistorn avleder kraft jämförbar med en kraftfull processor, d.v.s. ca 90 watt.
Samtidigt gjorde jag omedelbart ett hål för att installera fläkthastighetsregulatorkortet, som till slut fortfarande måste borras om :)

För att ställa in noll, skruvade jag loss båda knopparna till det yttersta vänstra läget, stängde av belastningen och ställde utgången på noll. Nu kommer utspänningen att regleras från noll.

Nästa är några tester.
Jag kontrollerade noggrannheten för att upprätthålla utspänningen.
Tomgång, spänning 10,00 Volt
1. Lastström 1 Ampere, spänning 10,00 Volt
2. Lastström 2 Ampere, spänning 9,99 Volt
3. Lastström 3 Ampere, spänning 9,98 Volt.
4. Lastström 3,97 Ampere, spänning 9,97 Volt.
Egenskaperna är ganska bra, om så önskas kan de förbättras lite mer genom att ändra anslutningspunkten för spänningsåterkopplingsmotstånden, men för mig räcker det som det är.

Jag kollade också rippelnivån, testet skedde vid en ström på 3 Amp och en utspänning på 10 Volt

Rippelnivån var cirka 15mV, vilket är mycket bra, men jag trodde att det faktiskt var mer sannolikt att krusningarna som visas på skärmdumpen kom från den elektroniska belastningen än från själva strömförsörjningen.

Efter det började jag montera själva enheten som helhet.
Jag började med att installera radiatorn med strömförsörjningskortet.
För att göra detta markerade jag installationsplatsen för fläkten och strömkontakten.
Hålet markerades inte riktigt runt, med små "snitt" upptill och nedtill, de behövs för att öka styrkan på bakpanelen efter att hålet klippts.
Den största svårigheten är vanligtvis hål av komplex form, till exempel för en strömkontakt.

Ett stort hål skärs ur en stor hög med små :)
En borr + en 1mm borr gör ibland underverk.
Vi borrar hål, massor av hål. Det kan verka långt och tråkigt. Nej, tvärtom, det går väldigt snabbt, att helt borra en panel tar ca 3 minuter.

Efter det brukar jag ställa in borren lite större, till exempel 1,2-1,3 mm, och gå igenom den som en fräs, jag får ett snitt så här:

Efter detta tar vi en liten kniv i våra händer och rengör de resulterande hålen, samtidigt trimmar vi plasten lite om hålet är lite mindre. Plasten är ganska mjuk vilket gör den bekväm att arbeta med.

Det sista steget i förberedelsen är att borra monteringshålen, vi kan säga att huvudarbetet på bakpanelen är klart.

Vi installerar kylaren med brädan och fläkten, provar det resulterande resultatet och om nödvändigt "avslutar det med en fil."

Nästan i början nämnde jag revision.
Jag ska jobba lite på det.
Till att börja med bestämde jag mig för att ersätta de ursprungliga dioderna i ingångsdiodbryggan med Schottky-dioder; för detta köpte jag fyra stycken 31DQ06. och sedan upprepade jag kortutvecklarnas misstag, genom att tröghetsköpa dioder för samma ström, men det var nödvändigt för en högre. Men fortfarande kommer uppvärmningen av dioderna att vara mindre, eftersom fallet på Schottky-dioder är mindre än på konventionella.
För det andra bestämde jag mig för att byta ut shunten. Jag var inte nöjd inte bara med att den värms upp som ett strykjärn, utan också med att den tappar ca 1,5 volt, vilket kan användas (i betydelsen belastning). För att göra detta tog jag två inhemska 0,27 Ohm 1% motstånd (detta kommer också att förbättra stabiliteten). Varför utvecklarna inte gjorde detta är oklart; priset på lösningen är absolut detsamma som i versionen med ett inbyggt 0,47 Ohm motstånd.
Tja, snarare som ett tillägg bestämde jag mig för att ersätta den ursprungliga 3300 µF filterkondensatorn med en högre kvalitet och rymlig Capxon 10000 µF...

Så här ser den resulterande designen ut med utbytta komponenter och ett installerat fläktstyrkort.
Det blev en liten kollektivgård, och dessutom rev jag av misstag av en plats på brädet när jag installerade kraftfulla motstånd. I allmänhet var det möjligt att säkert använda mindre kraftfulla motstånd, till exempel ett 2-watts motstånd, jag hade bara inte ett i lager.

Några komponenter lades också till i botten.
Ett 3,9k motstånd, parallellt med de yttersta kontakterna på kontakten för anslutning av ett strömkontrollmotstånd. Det behövs för att minska reglerspänningen eftersom spänningen på shunten nu är annorlunda.
Ett par 0,22 µF kondensatorer, en parallell med utgången från strömkontrollmotståndet, för att minska störningar, den andra är helt enkelt vid utgången av strömförsörjningen, det behövs inte särskilt, jag tog bara av misstag ut ett par på en gång och bestämde sig för att använda båda.

Hela kraftsektionen är ansluten, och ett kort med en diodbrygga och en kondensator för att driva spänningsindikatorn är installerad på transformatorn.
I stort sett är det här kortet valfritt i den nuvarande versionen, men jag kunde inte höja min hand för att driva indikatorn från maximalt 30 volt för den och jag bestämde mig för att använda en extra 16 volts lindning.

Följande komponenter användes för att organisera frontpanelen:
Ladda anslutningsplintar
Ett par metallhandtag
Strömbrytare
Rött filter, deklarerat som filter för KM35-hus
För att indikera ström och spänning bestämde jag mig för att använda tavlan jag hade över efter att ha skrivit en av recensionerna. Men jag var inte nöjd med de små indikatorerna och därför köptes större med en sifferhöjd på 14 mm, och ett kretskort gjordes för dem.

I allmänhet är den här lösningen tillfällig, men jag ville göra det försiktigt även tillfälligt.

Flera steg för att förbereda frontpanelen.
1. Rita en layout i full storlek av frontpanelen (jag använder den vanliga Sprint-layouten). Fördelen med att använda identiska höljen är att det är mycket enkelt att förbereda en ny panel, eftersom de erforderliga måtten redan är kända.
Vi fäster utskriften på frontpanelen och borrar markeringshål med en diameter på 1 mm i hörnen på de kvadratiska/rektangulära hålen. Använd samma borr för att borra mitten av de återstående hålen.
2. Med hjälp av de resulterande hålen markerar vi skärplatserna. Vi byter verktyget till en tunn skivskärare.
3. Vi skär raka linjer, tydligt i storlek fram, lite större bak, så att snittet blir så komplett som möjligt.
4. Bryt ut de skurna plastbitarna. Jag brukar inte slänga dem eftersom de fortfarande kan vara användbara.

På samma sätt som vi förbereder bakpanelen bearbetar vi de resulterande hålen med en kniv.
Jag rekommenderar att man borrar hål med stor diameter, det "biter" inte i plasten.

Vi provar det vi har och, om nödvändigt, modifierar det med hjälp av en nålfil.
Jag var tvungen att vidga hålet för strömbrytaren något.

Som jag skrev ovan, för displayen bestämde jag mig för att använda tavlan som blev över från en av de tidigare recensionerna. I allmänhet är detta en mycket dålig lösning, men för ett tillfälligt alternativ är det mer än lämpligt, jag kommer att förklara varför senare.
Vi lossar indikatorerna och kontakterna från kortet, kallar de gamla indikatorerna och de nya.
Jag skrev ut pinouten för båda indikatorerna för att inte bli förvirrad.
I den ursprungliga versionen användes fyrsiffriga indikatorer, jag använde tresiffriga. eftersom den inte passade in i mitt fönster längre. Men eftersom den fjärde siffran bara behövs för att visa bokstaven A eller U, är deras förlust inte kritisk.
Jag placerade lysdioden som indikerar strömgränsläget mellan indikatorerna.

Jag förbereder allt som behövs, löder ett 50 mOhm-motstånd från det gamla kortet, som kommer att användas som tidigare, som en strömmätande shunt.
Detta är problemet med denna shunt. Faktum är att i det här alternativet kommer jag att ha ett spänningsfall vid utgången på 50 mV för varje 1 Ampere belastningsström.
Det finns två sätt att bli av med detta problem: använd två separata mätare, för ström och spänning, samtidigt som du driver voltmetern från en separat strömkälla.
Det andra sättet är att installera en shunt i strömförsörjningens positiva pol. Båda alternativen passade mig inte som en tillfällig lösning, så jag bestämde mig för att trampa på strupen av min perfektionism och göra en förenklad version, men långt ifrån den bästa.

För designen använde jag monteringsstolpar som blev över från DC-DC-omvandlarkortet.
Med dem fick jag en mycket bekväm design: indikatorkortet är fäst på ampere-voltmeterkortet, som i sin tur är fäst på strömterminalen.
Det blev ännu bättre än jag förväntat mig :)
Jag placerade också en strömmätande shunt på strömuttagskortet.

Den resulterande frontpaneldesignen.

Och så kom jag ihåg att jag glömde att installera en mer kraftfull skyddsdiod. Jag var tvungen att löda den senare. Jag använde en diod som blev över efter att ha bytt ut dioderna i kortets ingångsbrygga.
Naturligtvis skulle det vara trevligt att lägga till en säkring, men denna finns inte längre i denna version.

Men jag bestämde mig för att installera bättre ström- och spänningskontrollmotstånd än de som föreslagits av tillverkaren.
De ursprungliga håller ganska hög kvalitet och går smidigt, men det här är vanliga motstånd och enligt mig borde en laboratorieströmförsörjning kunna justera utspänningen och strömmen mer exakt.
Även när jag funderade på att beställa ett strömförsörjningskort såg jag dem i butiken och beställde dem för granskning, speciellt eftersom de hade samma betyg.

I allmänhet använder jag vanligtvis andra motstånd för sådana ändamål; de kombinerar två motstånd inuti sig själva för grov och smidig justering, men på sistone kan jag inte hitta dem på rea.
Är det någon som känner till deras importerade analoger?

Motstånden är av ganska hög kvalitet, rotationsvinkeln är 3600 grader, eller förenklat - 10 hela varv, vilket ger en förändring på 3 Volt eller 0,3 Ampere per 1 varv.
Med sådana motstånd är justeringsnoggrannheten ungefär 11 gånger mer exakt än med konventionella.

Nya motstånd jämfört med de ursprungliga, storleken är verkligen imponerande.
Längs vägen kortade jag ner ledningarna till motstånden lite, detta borde förbättra brusimmuniteten.

Jag packade ner allt i fodralet, i princip finns det till och med lite plats kvar, det finns utrymme att växa :)

Jag kopplade skärmlindningen till kontaktens jordledare, det extra strömkortet är placerat direkt på transformatorns terminaler, detta är naturligtvis inte särskilt snyggt, men jag har ännu inte kommit på ett annat alternativ.

Kontrollera efter montering. Allt började nästan första gången, jag blandade av misstag ihop två siffror på indikatorn och under lång tid kunde jag inte förstå vad som var fel med justeringen, efter bytet blev allt som det skulle.

Det sista steget är att limma filtret, installera handtagen och montera kroppen.
Filtret har en tunnare kant runt sin omkrets, huvuddelen är infälld i husfönstret och den tunnare delen limmas med dubbelhäftande tejp.
Handtagen designades ursprungligen för en axeldiameter på 6,3 mm (om jag inte har fel), de nya motstånden har ett tunnare skaft, så jag var tvungen att lägga ett par lager värmekrympning på axeln.
Jag bestämde mig för att inte designa frontpanelen på något sätt för tillfället, och det finns två anledningar till detta:
1. Kontrollerna är så intuitiva att det inte finns någon speciell punkt i inskriptionerna ännu.
2. Jag planerar att modifiera denna strömförsörjning, så att ändringar i designen på frontpanelen är möjliga.

Ett par bilder av den resulterande designen.
Frontvy:

Utsikt bakåt.
Uppmärksamma läsare har säkert lagt märke till att fläkten är placerad så att den blåser ut varm luft ur höljet, snarare än att pumpa kall luft mellan kylarens fenor.
Jag bestämde mig för att göra detta eftersom kylaren är något mindre i höjd än fallet, och för att förhindra att varm luft kommer in, installerade jag fläkten omvänt. Detta minskar naturligtvis effektiviteten av värmeavlägsnande avsevärt, men möjliggör en liten ventilation av utrymmet inuti strömförsörjningen.
Dessutom skulle jag rekommendera att göra flera hål i botten av den nedre halvan av kroppen, men detta är mer ett tillägg.

Efter alla förändringar fick jag en något mindre ström än i originalversionen och var cirka 3,35 Ampere.

Så jag ska försöka beskriva för- och nackdelarna med denna tavla.
fördelar
Utmärkt utförande.
Nästan korrekt kretsdesign av enheten.
En komplett uppsättning delar för montering av strömförsörjningsstabilisatorkortet
Väl lämpad för nybörjare radioamatörer.
I sin minimala form kräver den dessutom bara en transformator och en radiator, i en mer avancerad form kräver den också en ampere-voltmeter.
Fullt fungerande efter montering, dock med vissa nyanser.
Inga kapacitiva kondensatorer vid strömförsörjningsutgången, säker vid testning av lysdioder etc.

Minus
Typen av operationsförstärkare är felaktigt vald, på grund av detta måste inspänningsområdet begränsas till 22 volt.
Inte ett särskilt lämpligt strömmätmotståndsvärde. Den fungerar i sitt normala termiska läge, men det är bättre att byta ut det, eftersom uppvärmningen är mycket hög och kan skada omgivande komponenter.
Ingångsdiodbryggan fungerar maximalt, det är bättre att ersätta dioderna med mer kraftfulla

Min åsikt. Under monteringsprocessen fick jag intrycket att kretsen designades av två olika personer, en tillämpade korrekt regleringsprincip, referensspänningskälla, negativ spänningskälla, skydd. Den andra valde felaktigt shunt, operationsförstärkare och diodbrygga för detta ändamål.
Jag gillade verkligen enhetens kretsdesign, och i modifieringssektionen ville jag först byta ut operationsförstärkarna, jag köpte till och med mikrokretsar med en maximal driftspänning på 40 volt, men sedan ändrade jag mig om modifieringar. men i övrigt är lösningen helt korrekt, justeringen är jämn och linjär. Visst finns det uppvärmning, du kan inte leva utan den. I allmänhet, som för mig, är detta en mycket bra och användbar konstruktör för en nybörjarradioamatör.
Säkert kommer det att finnas folk som kommer att skriva att det är lättare att köpa en färdig, men jag tror att det är både mer intressant att sätta ihop det själv (förmodligen det här är det viktigaste) och mer användbart. Dessutom har många ganska enkelt hemma en transformator och en radiator från en gammal processor, och någon form av låda.

Redan i färd med att skriva recensionen hade jag en ännu starkare känsla av att den här recensionen kommer att vara början i en serie recensioner dedikerade till den linjära strömförsörjningen; jag har tankar om förbättringar -
1. Konvertering av indikerings- och styrkrets till digital version, eventuellt med anslutning till dator
2. Byte av operationsförstärkare med högspänningsförstärkare (jag vet inte vilka ännu)
3. Efter att ha bytt ut op-förstärkaren vill jag göra två automatiska omkopplingssteg och utöka utspänningsområdet.
4. Ändra principen för strömmätning i displayenheten så att det inte blir något spänningsfall under belastning.
5. Lägg till möjligheten att stänga av utspänningen med en knapp.

Det är nog allt. Jag kanske kommer ihåg något annat och lägger till något, men jag ser mer fram emot kommentarer med frågor.
Vi planerar också att ägna flera recensioner till designers för nybörjare radioamatörer; kanske kommer någon att ha förslag på vissa designers.

Inte för svaga hjärtan

Först ville jag inte visa det, men sedan bestämde jag mig för att ta ett foto ändå.
Till vänster finns strömförsörjningen som jag använt i många år tidigare.
Detta är ett enkelt linjärt nätaggregat med en uteffekt på 1-1,2 Ampere vid en spänning på upp till 25 Volt.
Så jag ville ersätta den med något mer kraftfullt och korrekt.

Produkten tillhandahålls för att skriva en recension av butiken. Granskningen publicerades i enlighet med paragraf 18 i webbplatsens regler.

Jag planerar att köpa +244 Lägg till i favoriter Jag gillade recensionen +160 +378

Alla elektroniska reparationstekniker vet vikten av att ha en laboratorieströmförsörjning, som kan användas för att erhålla olika spännings- och strömvärden för användning i laddningsenheter, strömförsörjning, testkretsar, etc. Det finns många varianter av sådana enheter på försäljning, men erfarna radioamatörer är ganska kapabla att göra en laboratorieströmförsörjning med sina egna händer. För detta kan du använda begagnade delar och hus, komplettera dem med nya element.

Enkel enhet

Den enklaste strömförsörjningen består av bara några få element. Nybörjare radioamatörer kommer att finna det lätt att designa och montera dessa lätta kretsar. Huvudprincipen är att skapa en likriktarkrets för att producera likström. I detta fall kommer utspänningsnivån inte att ändras, det beror på transformationsförhållandet.

Grundläggande komponenter för en enkel strömförsörjningskrets:

En nedtrappningstransformator;
Likriktardioder. Du kan ansluta dem med en bryggkrets och få helvågslikriktning, eller använda en halvvågsenhet med en diod;
Kondensator för utjämning av krusningar. Elektrolytisk typ med en kapacitet på 470-1000 μF är vald;
Ledare för montering av kretsen. Deras tvärsnitt bestäms av storleken på belastningsströmmen.

För att designa en 12-volts strömförsörjning behöver du en transformator som skulle sänka spänningen från 220 till 16 V, eftersom spänningen efter likriktaren minskar något. Sådana transformatorer kan hittas i begagnade datorströmförsörjningar eller köpta nya. Du kan komma över rekommendationer om att linda om transformatorer själv, men till en början är det bättre att göra utan det.

Silikondioder är lämpliga. För enheter med liten effekt finns färdiga broar till försäljning. Det är viktigt att ansluta dem korrekt.

Detta är huvuddelen av kretsen, ännu inte riktigt klar för användning. Det är nödvändigt att installera en extra zenerdiod efter diodbryggan för att få en bättre utsignal.

Den resulterande enheten är en vanlig strömförsörjning utan ytterligare funktioner och kan stödja små belastningsströmmar, upp till 1 A. En ökning av strömmen kan dock skada kretskomponenter.

För att få en kraftfull strömförsörjning räcker det att installera ett eller flera förstärkningssteg baserade på TIP2955 transistorelement i samma design.

Viktig! För att säkerställa temperaturregimen för kretsen på kraftfulla transistorer är det nödvändigt att tillhandahålla kylning: radiator eller ventilation.

Justerbar strömförsörjning

Spänningsreglerade nätaggregat kan hjälpa till att lösa mer komplexa problem. Kommersiellt tillgängliga enheter skiljer sig i styrparametrar, effektklasser etc. och väljs med hänsyn till den planerade användningen.

En enkel justerbar strömförsörjning monteras enligt det ungefärliga diagrammet som visas i figuren.

Den första delen av kretsen med en transformator, diodbrygga och utjämningskondensator liknar kretsen för en konventionell strömförsörjning utan reglering. Du kan också använda en enhet från en gammal strömförsörjning som transformator, huvudsaken är att den matchar de valda spänningsparametrarna. Denna indikator för sekundärlindningen begränsar kontrollgränsen.

Så här fungerar schemat:

Den likriktade spänningen går till zenerdioden, som bestämmer maxvärdet på U (kan tas vid 15 V). De begränsade strömparametrarna för dessa delar kräver installation av ett transistorförstärkarsteg i kretsen;
Motstånd R2 är variabelt. Genom att ändra dess motstånd kan du få olika utspänningsvärden;
Om du också reglerar strömmen, installeras det andra motståndet efter transistorsteget. Det finns inte i detta diagram.

Om ett annat reglerområde krävs är det nödvändigt att installera en transformator med lämpliga egenskaper, vilket också kommer att kräva inkludering av en annan zenerdiod etc. Transistorn kräver kylning av radiator.

Alla mätinstrument för den enklaste reglerade strömförsörjningen är lämpliga: analoga och digitala.

Efter att ha byggt en justerbar strömförsörjning med dina egna händer kan du använda den för enheter designade för olika drift- och laddningsspänningar.

Bipolär strömförsörjning

Utformningen av en bipolär strömförsörjning är mer komplex. Erfarna elektronikingenjörer kan designa den. Till skillnad från unipolära, ger sådana nätaggregat vid utgången spänning med ett plus- och minustecken, vilket är nödvändigt när man driver förstärkare.

Även om kretsen som visas i figuren är enkel, dess genomförande kommer att kräva vissa färdigheter och kunskaper:

Du behöver en transformator med en sekundärlindning uppdelad i två halvor;
Ett av huvudelementen är integrerade transistorstabilisatorer: KR142EN12A - för likspänning; KR142EN18A – för motsatsen;
En diodbrygga används för att likrikta spänningen, den kan monteras med separata element eller med en färdig montering;
Variabla motstånd är involverade i spänningsreglering;
För transistorelement är det absolut nödvändigt att installera kylradiatorer.

En bipolär laboratorieströmförsörjning kommer också att kräva installation av övervakningsenheter. Huset monteras beroende på enhetens dimensioner.

Strömförsörjningsskydd

Den enklaste metoden för att skydda en strömförsörjning är att installera säkringar med säkringslänkar. Det finns säkringar med självåtervinning som inte behöver bytas ut efter att de har blåst (deras livslängd är begränsad). Men de ger ingen full garanti. Ofta skadas transistorn innan säkringen går. Radioamatörer har utvecklat olika kretsar med tyristorer och triacer. Alternativ kan hittas online.

För att göra enhetens hölje använder varje hantverkare de metoder som är tillgängliga för honom. Med tillräckligt med tur kan du hitta en färdig behållare för enheten, men du måste fortfarande ändra designen på frontväggen för att placera kontrollenheter och justeringsrattar där.

Några idéer att göra:

Mät måtten på alla komponenter och skär väggarna från aluminiumplåtar. Applicera markeringar på framsidan och gör de nödvändiga hålen;
Fäst strukturen med ett hörn;
Den nedre basen av strömförsörjningsenheten med kraftfulla transformatorer måste förstärkas;
För extern behandling, grunda ytan, måla och försegla med lack;
Kretskomponenterna är tillförlitligt isolerade från ytterväggarna för att förhindra spänning på huset under ett haveri. För att göra detta är det möjligt att limma väggarna från insidan med ett isolerande material: tjock kartong, plast etc.

Många enheter, särskilt stora, kräver installation av en kylfläkt. Den kan fås att fungera i konstant läge, eller så kan en krets göras för att automatiskt slås på och av när de angivna parametrarna uppnås.

Kretsen implementeras genom att installera en temperatursensor och en mikrokrets som ger kontroll. För att kylningen ska bli effektiv krävs fri tillgång till luft. Det betyder att bakpanelen, nära vilken kylare och radiatorer är monterade, måste ha hål.

Viktig! När du monterar och reparerar elektriska apparater måste du komma ihåg risken för elektriska stötar. Kondensatorer som är under spänning måste laddas ur.

Det är möjligt att montera en högkvalitativ och pålitlig laboratorieströmförsörjning med dina egna händer om du använder servicebara komponenter, tydligt beräknar deras parametrar, använder beprövade kretsar och nödvändiga enheter.

Video

Jag behövde ett högkvalitativt nätaggregat för att testa förstärkare, som jag är ett stort fan av att montera. Förstärkarna är olika, strömförsörjningen är annorlunda. Utgång: du måste göra en laboratorieströmförsörjning med en justerbar utspänning från 0 till 30 volt.
Och för att experimentera säkert för hälsa och hårdvara (kraftfulla transistorer är inte billiga), måste strömförsörjningens belastningsström också regleras.
Så, vad jag ville ha från min PSU:
1. Kortslutningsskydd
2. Strömbegränsning enligt inställd gräns
3. Smidigt justerbar utspänning
4. Bipolaritet (0-30V; 0,002-3A)

Det händer ofta att lödningar vänder sig till klass "A" ultraljudsfrekvenskretsar för att få till "det där fantastiska ljudet", vare sig det är de klassiska förstärkarna från John Linsley-Hood, Nelson Pass eller många alternativ från webben, som vårt.
Tyvärr tar inte alla gör-det-själv-are med i beräkningen att klass "A"-förstärkare kräver användning av en strömkälla med en mycket låg rippelnivå. Och detta leder till en oövervinnerlig bakgrund och efterföljande besvikelse.

Bakgrunden är en obehaglig sak, nästan metafysisk. Det finns för många orsaker och mekanismer för uppkomsten. Det finns också många metoder för bekämpning som beskrivs: från korrekt dragning av ledningar till att byta kretsar.
Idag vill jag ta upp ämnet "konditionering" av ultraljudsströmförsörjningen. Låt oss krossa pulseringarna!

Ibland kommer lite lycka i form av flera halvt urladdade bärbara batterier. Efter att ha reviderat innehållet återstår ett visst antal villkorligt användbara filer. Och som vanligt finns det ingenstans att använda dem just nu.

Men att förvara dem fulladdade eller helt urladdade (som vanligtvis är fallet efter att ha kontrollerat deras kapacitet) är irrationellt - parametrarna för batterier, särskilt använda, "flyter iväg" snabbt oåterkalleligt under lagring.

Vid utförande av elinstallationsarbeten används vanligtvis lödkolvar som drivs med växelström och en spänning på högst 42 V. 220 V elektriska lödkolvar tillåts användas kontinuerligt om de drivs av en isoleringstransformator.

Idén kom upp att skapa en mycket liten och lätt strömkälla för en lågspänningslödkolv. Samtidigt realiseras separationen av strömförsörjningen till lödkolven och det elektriska nätverket mycket enkelt, vilket avsevärt ökar säkerheten.

Efter att ha läst artikeln "Dimmer (dimmer)" från igRoman, där styrningen av en analog till en unijunction transistor implementerades på en fälteffekttransistor, uppstod idén att tillämpa styrprincipen som beskrivs i denna artikel för att skapa en spänningsstabilisator för en lågspänningslödkolv baserad på en elektronisk transformatorkrets.

Det finns små kort i naturen som låter dig driva datormoderkort fullt ut från en +12V strömkälla, de kallas PicoPSU. I den här artikeln kommer jag att dela min erfarenhet av att skapa en sådan enhet för ett moderkort. HP Z220 CMT 1155.

Måtten på min tavla visade sig vara något större än Picos, så jag ringde min idé NanoPSU.

Hälsningar till alla och elektronikälskare!
Idag vill jag visa dig en enhet som härstammar från en artikel av Alexander (koan51). Efter att ha läst allt upp och ner bestämde jag mig för att "finföra" enheten lite och "polera" den efter min smak.

Jag byter ut kontrollerns PIC med min favorit-AVR, 7-segmentsindikatorerna med den ikoniska LCD-skärmen, och jag slutför även programkoden när det gäller att utöka funktionaliteten gällande kalibreringar och andra småsaker.

Nåväl, kolleger lödkolvar, låt oss ta artikeln, några järnbitar, en lödkolv och låt oss gå!:Hejdå:

Vem har i sin praktik inte stött på behovet av att ladda ett batteri och, besviken över avsaknaden av en laddare med nödvändiga parametrar, tvingades köpa en ny laddare i en butik eller återmontera den nödvändiga kretsen?
Så jag har flera gånger fått lösa problemet med att ladda olika batterier när det inte funnits någon lämplig laddare till hands. Jag var tvungen att snabbt sätta ihop något enkelt, i förhållande till ett specifikt batteri.

Situationen var acceptabel tills behovet av massförberedelser och följaktligen laddning av batterierna uppstod. Det var nödvändigt att producera flera universella laddare - billiga, fungerande i ett brett utbud av in- och utspänningar och laddningsströmmar.

Att göra en strömförsörjning med egna händer är inte bara vettigt för entusiastiska radioamatörer. En hemmagjord strömförsörjningsenhet (PSU) kommer att skapa bekvämlighet och spara en avsevärd summa i följande fall:

För att driva lågspänningsverktyg, för att spara livet på ett dyrt uppladdningsbart batteri;
För elektrifiering av lokaler som är särskilt farliga med tanke på graden av elchock: källare, garage, bodar m.m. När den drivs med växelström kan en stor mängd av den i lågspänningsledningar skapa störningar med hushållsapparater och elektronik;
I design och kreativitet för exakt, säker och avfallsfri skärning av skumplast, skumgummi, lågsmältande plast med uppvärmd nikrom;
I ljusdesign kommer användningen av speciella strömförsörjningar att förlänga livslängden på LED-remsan och få stabila ljuseffekter. Att driva uetc. från ett hushålls elektriska nätverk är i allmänhet oacceptabelt;
För laddning av telefoner, smartphones, surfplattor, bärbara datorer borta från stabila strömkällor;
För elektroakupunktur;
Och många andra ändamål som inte är direkt relaterade till elektronik.

Godtagbara förenklingar

Professionella nätaggregat är designade för att driva alla typer av belastning, inkl. reaktiv. Möjliga konsumenter inkluderar precisionsutrustning. Pro-BP måste bibehålla den specificerade spänningen med högsta noggrannhet under obestämd lång tid, och dess design, skydd och automatisering måste tillåta drift av okvalificerad personal under till exempel svåra förhållanden. biologer att driva sina instrument i ett växthus eller på en expedition.

En amatörlaboratorieströmförsörjning är fri från dessa begränsningar och kan därför avsevärt förenklas samtidigt som kvalitetsindikatorer bibehålls som är tillräckliga för personligt bruk. Vidare, genom också enkla förbättringar, är det möjligt att erhålla en speciell strömförsörjning från den. Vad ska vi göra nu?

Förkortningar

KZ – kortslutning.
XX – tomgångsvarvtal, dvs. plötslig frånkoppling av lasten (konsument) eller ett avbrott i dess krets.
VS – spänningsstabiliseringskoefficient. Den är lika med förhållandet mellan förändringen i inspänning (i % eller gånger) och samma utspänning vid konstant strömförbrukning. T.ex. Nätspänningen sjönk helt, från 245 till 185V. I förhållande till normen på 220V kommer detta att vara 27%. Om strömförsörjningens VS är 100 kommer utspänningen att ändras med 0,27%, vilket med sitt värde på 12V ger en drift på 0,033V. Mer än acceptabelt för amatörträning.
IPN är en källa till ostabiliserad primärspänning. Detta kan vara en järntransformator med en likriktare eller en pulsad nätverksspänningsomvandlare (VIN).
IIN - arbetar med en högre (8-100 kHz) frekvens, vilket tillåter användning av lätta kompakta ferrittransformatorer med lindningar på flera till flera dussin varv, men de är inte utan nackdelar, se nedan.
RE – reglerelement för spänningsstabilisatorn (SV). Behåller utgången vid det angivna värdet.
ION – referensspänningskälla. Ställer in dess referensvärde, enligt vilket, tillsammans med OS-återkopplingssignalerna, styrenhetens styrenhet påverkar RE.
SNN – kontinuerlig spänningsstabilisator; helt enkelt "analog".
ISN – pulsspänningsstabilisator.
UPS är en switchande strömkälla.

Notera: både SNN och ISN kan drivas både från en industriell frekvensströmförsörjning med en transformator på järn, och från en elförsörjning.

Om datorströmförsörjning

UPS:er är kompakta och ekonomiska. Och i skafferiet har många en strömförsörjning från en gammal dator liggande, föråldrad, men ganska funktionsduglig. Så är det möjligt att anpassa en switchande strömförsörjning från en dator för amatör-/arbetsändamål? Tyvärr är en dator UPS en ganska mycket specialiserad enhet och möjligheterna att använda det hemma/på jobbet är mycket begränsade:

Det är kanske tillrådligt för den genomsnittlige amatören att använda en UPS som konverterats från en dator en endast till elverktyg; om detta se nedan. Det andra fallet är om en amatör är engagerad i PC-reparation och/eller skapande av logiska kretsar. Men då vet han redan hur man anpassar en strömförsörjning från en dator för detta:

Ladda huvudkanalerna +5V och +12V (röda och gula ledningar) med nikromspiraler vid 10-15% av den nominella belastningen;
Den gröna mjukstartskabeln (lågspänningsknapp på frontpanelen på systemenheten) pc on är kortsluten till gemensam, dvs. på någon av de svarta ledningarna;
På/av utförs mekaniskt med hjälp av en vippbrytare på baksidan av strömförsörjningsenheten;
Med mekanisk (järn) I/O "on duty", d.v.s. oberoende strömförsörjning av USB-portar +5V kommer också att stängas av.

Börja jobba!

På grund av bristerna hos UPS-enheter, plus deras grundläggande och kretskomplexitet, kommer vi bara att titta på ett par av dem i slutet, men enkla och användbara, och prata om metoden för att reparera IPS. Huvuddelen av materialet ägnas åt SNN och IPN med industriella frekvenstransformatorer. De tillåter en person som just har plockat upp en lödkolv att bygga en strömförsörjning av mycket hög kvalitet. Och att ha det på gården blir det lättare att behärska "fina" tekniker.

IPN

Låt oss först titta på IPN. Vi lämnar pulsen mer i detalj till avsnittet om reparationer, men de har något gemensamt med "järn": en krafttransformator, en likriktare och ett filter för rippeldämpning. Tillsammans kan de implementeras på olika sätt beroende på syftet med strömförsörjningen.

Pos. 1 i fig. 1 – halvvågs (1P) likriktare. Spänningsfallet över dioden är minst, ca. 2B. Men pulseringen av den likriktade spänningen är med en frekvens på 50 Hz och är "raggad", d.v.s. med intervaller mellan pulserna, så pulsationsfilterkondensatorn Sf bör vara 4-6 gånger större i kapacitet än i andra kretsar. Användningen av krafttransformator Tr för kraft är 50%, eftersom Endast 1 halvvåg korrigeras. Av samma anledning uppstår en magnetisk flödesobalans i den magnetiska kretsen Tr och nätverket "ser" det inte som en aktiv last, utan som induktans. Därför används 1P-likriktare endast för låg effekt och där det inte finns något annat sätt, till exempel. i IIN på blockerande generatorer och med spjälldiod, se nedan.

Notera: varför 2V, och inte 0,7V, där p-n-övergången i kisel öppnas? Orsaken är genom ström, som diskuteras nedan.

Pos. 2 – 2-halvvåg med mittpunkt (2PS). Diodförlusterna är desamma som tidigare. fall. Rippeln är 100 Hz kontinuerlig, så minsta möjliga Sf behövs. Användning av Tr – 100 % nackdel – dubbel förbrukning av koppar på sekundärlindningen. På den tiden då likriktare tillverkades med hjälp av kenotronlampor spelade detta ingen roll, men nu är det avgörande. Därför används 2PS i lågspänningslikriktare, främst vid högre frekvenser med Schottky-dioder i UPS:er, men 2PS har inga grundläggande effektbegränsningar.

Pos. 3 – 2-halvvågsbrygga, 2RM. Förluster på dioder fördubblas jämfört med pos. 1 och 2. Resten är samma som 2PS, men den sekundära kopparn behövs nästan hälften så mycket. Nästan - för att flera varv måste lindas för att kompensera för förlusterna på ett par "extra" dioder. Den vanligaste kretsen är för spänningar från 12V.

Pos. 3 – bipolär. "Bron" avbildas konventionellt, som är brukligt i kretsscheman (vän dig!), och roteras 90 grader moturs, men i själva verket är det ett par 2PS kopplade i motsatta polariteter, vilket tydligt kan ses längre fram i Fikon. 6. Kopparförbrukning är samma som 2PS, diodförluster är samma som 14:00, resten är samma som båda. Den är byggd främst för att driva analoga enheter som kräver spänningssymmetri: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC, etc.

Pos. 4 – bipolär enligt parallellfördubblingsschemat. Ger ökad spänningssymmetri utan ytterligare åtgärder, eftersom asymmetri hos sekundärlindningen är utesluten. Använder Tr 100%, ripplar 100 Hz, men rivs, så Sf behöver dubbel kapacitet. Förlusterna på dioderna är ungefär 2,7V på grund av ömsesidigt utbyte av genomströmmar, se nedan, och vid en effekt på mer än 15-20 W ökar de kraftigt. De är byggda huvudsakligen som lågeffektshjälpmedel för oberoende strömförsörjning av operationsförstärkare (op-amps) och andra lågeffekts, men krävande analoga komponenter när det gäller strömförsörjningskvalitet.

Hur väljer man en transformator?

I en UPS är hela kretsen oftast tydligt bunden till standardstorleken (mer exakt, till volymen och tvärsnittsarean Sc) för transformatorn/transformatorerna, eftersom användningen av fina processer i ferrit gör det möjligt att förenkla kretsen samtidigt som den blir mer tillförlitlig. Här handlar "på något sätt på ditt eget sätt" om att strikt följa utvecklarens rekommendationer.

Den järnbaserade transformatorn väljs med hänsyn till egenskaperna hos SNN, eller tas med i beräkningen när den beräknas. Spänningsfallet över RE Ure bör inte tas mindre än 3V, annars kommer VS att sjunka kraftigt. När Ure ökar, ökar VS något, men den förbrukade RE-effekten växer mycket snabbare. Därför tas Ure vid 4-6 V. Till det lägger vi till 2(4) V förluster på dioderna och spänningsfallet på sekundärlindningen Tr U2; för ett effektområde på 30-100 W och spänningar på 12-60 V tar vi det till 2,5 V. U2 uppstår i första hand inte från lindningens ohmska resistans (det är i allmänhet försumbart i kraftfulla transformatorer), utan på grund av förluster på grund av magnetiseringsomkastning av kärnan och skapandet av ett ströfält. Helt enkelt, en del av nätverksenergin, "pumpad" av primärlindningen in i magnetkretsen, förångas till yttre rymden, vilket är vad värdet på U2 tar hänsyn till.

Så vi beräknade till exempel för en brolikriktare, 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V extra. Vi lägger till den till den erforderliga utspänningen för strömförsörjningsenheten; låt det vara 12V, och dividera med 1,414, vi får 22,5/1,414 = 15,9 eller 16V, detta kommer att vara den lägsta tillåtna spänningen för sekundärlindningen. Om TP är fabrikstillverkat tar vi 18V från standardsortimentet.

Nu kommer sekundärströmmen in i bilden, som naturligtvis är lika med den maximala belastningsströmmen. Låt oss säga att vi behöver 3A; multiplicera med 18V blir det 54W. Vi har erhållit den totala effekten Tr, Pg, och vi kommer att hitta märkeffekten P genom att dividera Pg med effektiviteten Tr η, som beror på Pg:

upp till 10W, η = 0,6.
10-20 W, n = 0,7.
20-40 W, n = 0,75.
40-60 W, n = 0,8.
60-80 W, n = 0,85.
80-120 W, n = 0,9.
från 120 W, n = 0,95.

I vårt fall kommer det att finnas P = 54/0,8 = 67,5 W, men det finns inget sådant standardvärde, så du måste ta 80 W. För att få 12Vx3A = 36W vid utgången. Ett ånglok, och det är allt. Det är dags att lära sig att beräkna och linda "transerna" själv. Dessutom utvecklades i Sovjetunionen metoder för beräkning av transformatorer på järn som gör det möjligt att utan förlust av tillförlitlighet pressa ut 600 W ur en kärna, som, när den beräknas enligt amatörradioreferensböcker, kan producera endast 250 W. "Iron Trance" är inte så dum som den verkar.

SNN

Den likriktade spänningen måste stabiliseras och oftast regleras. Om belastningen är kraftigare än 30-40 W är också kortslutningsskydd nödvändigt, annars kan ett fel på strömförsörjningen orsaka ett nätverksfel. SNN gör allt detta tillsammans.

Enkel referens

Det är bättre för en nybörjare att inte omedelbart gå in i hög effekt, utan att göra en enkel, mycket stabil 12V ELV för testning enligt kretsen i fig. 2. Den kan sedan användas som en referensspänningskälla (dess exakta värde ställs in av R5), för kontroll av enheter eller som en högkvalitativ ELV ION. Den maximala belastningsströmmen för denna krets är bara 40mA, men VSC på den antediluvianska GT403 och den lika antika K140UD1 är mer än 1000, och när man ersätter VT1 med en medelkraftig kisel en och DA1 på någon av de moderna op-förstärkarna kommer att överstiga 2000 och till och med 2500. Lastströmmen kommer också att öka till 150 -200 mA, vilket redan är användbart.

0-30

Nästa steg är en strömförsörjning med spänningsreglering. Den förra gjordes enligt den sk. kompenserande jämförelsekrets, men det är svårt att omvandla en till en hög ström. Vi kommer att göra ett nytt SNN baserat på en emitterföljare (EF), där RE och CU kombineras i bara en transistor. KSN kommer att vara någonstans runt 80-150, men detta kommer att räcka för en amatör. Men SNN på ED tillåter, utan några speciella knep, att få en utström på upp till 10A eller mer, så mycket som Tr ger och RE kommer att motstå.

Kretsen för en enkel 0-30V strömförsörjning visas i pos. 1 Fig. 3. IPN för det är en färdig transformator som TPP eller TS för 40-60 W med en sekundärlindning för 2x24V. Likriktare typ 2PS med dioder klassade på 3-5A eller mer (KD202, KD213, D242, etc.). VT1 är installerad på en radiator med en yta på 50 kvadratmeter eller mer. centimeter; En gammal PC-processor kommer att fungera mycket bra. Under sådana förhållanden är denna ELV inte rädd för en kortslutning, bara VT1 och Tr kommer att värmas upp, så en 0,5A säkring i den primära lindningskretsen av Tr räcker för skydd.

Pos. Figur 2 visar hur bekväm en strömförsörjning på en elektrisk strömkälla är för en amatör: det finns en 5A strömförsörjningskrets med justering från 12 till 36 V. Denna strömförsörjning kan leverera 10A till belastningen om det finns en 400W 36V strömförsörjning . Dess första funktion är den integrerade SNN K142EN8 (helst med index B) fungerar i en ovanlig roll som styrenhet: till sin egen 12V-utgång läggs, delvis eller helt, hela 24V, spänningen från ION till R1, R2, VD5 VD6. Kondensatorerna C2 och C3 förhindrar excitering på HF DA1 som arbetar i ett ovanligt läge.

Nästa punkt är kortslutningsskyddet (PD) på R3, VT2, R4. Om spänningsfallet över R4 överstiger ungefär 0,7V, kommer VT2 att öppnas, stänga baskretsen för VT1 till den gemensamma ledningen, den kommer att stänga och koppla bort belastningen från spänningen. R3 behövs för att den extra strömmen inte ska skada DA1 när ultraljudet utlöses. Det finns inget behov av att öka dess valör, eftersom när ultraljudet utlöses måste du låsa VT1 säkert.

Och det sista är den till synes överdrivna kapacitansen hos utgångsfilterkondensatorn C4. I det här fallet är det säkert, eftersom Den maximala kollektorströmmen för VT1 på 25A säkerställer dess laddning när den slås på. Men denna ELV kan leverera en ström på upp till 30A till lasten inom 50-70 ms, så denna enkla strömförsörjning är lämplig för att driva lågspänningsverktyg: dess startström överstiger inte detta värde. Du behöver bara göra (åtminstone från plexiglas) en kontaktblocksko med en kabel, sätta på hälen på handtaget och låta "Akumych" vila och spara resurser innan du lämnar.

Om kylning

Låt oss säga att i den här kretsen är utgången 12V med maximalt 5A. Det här är bara den genomsnittliga kraften hos en sticksåg, men till skillnad från en borr eller skruvmejsel tar den det hela tiden. Vid C1 stannar den på ca 45V, d.v.s. på RE VT1 förblir den någonstans runt 33V vid en ström på 5A. Effektförlusten är mer än 150 W, till och med mer än 160, om man betänker att VD1-VD4 också behöver kylas. Det framgår av detta att varje kraftfull justerbar strömförsörjning måste vara utrustad med ett mycket effektivt kylsystem.

En fläns-/nålradiator med naturlig konvektion löser inte problemet: beräkningar visar att det behövs en försvinnande yta på 2000 kvm. se och tjockleken på kylarkroppen (plattan från vilken fenorna eller nålarna sträcker sig) är från 16 mm. Att äga så mycket aluminium i en formad produkt var och förblir en dröm i ett kristallslott för en amatör. En CPU-kylare med luftflöde är inte heller lämplig, den är designad för mindre effekt.

Ett av alternativen för hemhantverkaren är en aluminiumplatta med en tjocklek på 6 mm och dimensioner på 150x250 mm med hål med ökande diameter borrade längs radierna från installationsplatsen för det kylda elementet i ett rutmönster. Den kommer också att fungera som den bakre väggen på strömförsörjningshuset, som i fig. 4.

Ett oumbärligt villkor för effektiviteten hos en sådan kylare är ett svagt, men kontinuerligt flöde av luft genom perforeringarna från utsidan till insidan. För att göra detta, installera en lågeffektsfläkt i huset (helst i toppen). En dator med en diameter på 76 mm eller mer är lämplig till exempel. Lägg till. HDD kylare eller grafikkort. Den är ansluten till stift 2 och 8 på DA1, det finns alltid 12V.

Notera: Faktum är att ett radikalt sätt att övervinna detta problem är en sekundärlindning Tr med kranar för 18, 27 och 36V. Primärspänningen växlas beroende på vilket verktyg som används.

Och ändå UPS

Den beskrivna strömförsörjningen till verkstaden är bra och mycket pålitlig, men det är svårt att ta med den på resor. Det är här en datorströmförsörjning kommer att passa in: elverktyget är okänsligt för de flesta av dess brister. En viss modifiering handlar oftast om att installera en utgående (närmast belastningen) elektrolytisk kondensator med stor kapacitet för det ändamål som beskrivs ovan. Det finns många recept för att konvertera datorströmförsörjning för elverktyg (främst skruvmejslar, som inte är särskilt kraftfulla, men mycket användbara) i RuNet; en av metoderna visas i videon nedan, för ett 12V-verktyg.

Video: 12V strömförsörjning från en dator

Med 18V-verktyg är det ännu enklare: för samma ström förbrukar de mindre ström. En mycket mer prisvärd tändanordning (förkopplingsdon) från en energisparlampa på 40 W eller mer kan vara användbar här; den kan placeras helt i fallet med ett dåligt batteri, och endast kabeln med nätkontakten kommer att vara utanför. Hur man gör en strömförsörjning för en 18V skruvmejsel från ballast från en bränd hushållerska, se följande video.

Video: 18V strömförsörjning för en skruvmejsel

Hög klass

Men låt oss återvända till SNN på ES; deras kapacitet är långt ifrån uttömd. I fig. 5 – bipolär kraftfull strömförsörjning med 0-30 V-reglering, lämplig för Hi-Fi-ljudutrustning och andra kräsna konsumenter. Utspänningen ställs in med en ratt (R8), och kanalernas symmetri bibehålls automatiskt vid valfritt spänningsvärde och vilken belastningsström som helst. En pedant-formalist kan bli grå inför hans ögon när han ser den här kretsen, men författaren har haft en sådan strömförsörjning fungerande i cirka 30 år.

Den största stötestenen under dess skapelse var δr = δu/δi, där δu och δi är små momentana ökningar av spänning respektive ström. För att utveckla och sätta upp högkvalitativ utrustning är det nödvändigt att δr inte överstiger 0,05-0,07 Ohm. δr bestämmer helt enkelt strömförsörjningens förmåga att omedelbart reagera på överspänningar i strömförbrukningen.

För SNN på EP är δr lika med det för ION, dvs. zenerdiod dividerat med strömöverföringskoefficienten βRE. Men för kraftfulla transistorer sjunker β avsevärt vid en stor kollektorström, och δr för en zenerdiod sträcker sig från några till tiotals ohm. Här, för att kompensera för spänningsfallet över RE och minska temperaturdriften för utspänningen, var vi tvungna att montera en hel kedja av dem i hälften med dioder: VD8-VD10. Därför avlägsnas referensspänningen från ION genom en ytterligare ED på VT1, dess β multipliceras med β RE.

Nästa funktion i denna design är kortslutningsskydd. Den enklaste, som beskrivs ovan, passar inte in i en bipolär krets på något sätt, så skyddsproblemet löses enligt principen "det finns inget trick mot skrot": det finns ingen skyddsmodul som sådan, men det finns redundans i parametrarna för kraftfulla element - KT825 och KT827 vid 25A och KD2997A vid 30A. T2 är inte kapabel att ge en sådan ström, och medan den värms upp kommer FU1 och/eller FU2 att hinna brinna ut.

Notera: Det är inte nödvändigt att indikera trasiga säkringar på miniatyrglödlampor. Det är bara det att LED-lampor vid den tiden fortfarande var ganska få, och det fanns flera handfulla SMOKs i förrådet.

Det återstår att skydda RE från de extra urladdningsströmmarna från pulsationsfiltret C3, C4 under en kortslutning. För att göra detta är de anslutna genom lågresistansbegränsande motstånd. I detta fall kan pulsationer uppträda i kretsen med en period lika med tidskonstanten R(3,4)C(3,4). De förhindras av C5, C6 med mindre kapacitet. Deras extra strömmar är inte längre farliga för RE: laddningen rinner ut snabbare än kristallerna i den kraftfulla KT825/827 värms upp.

Utgångssymmetri säkerställs av op-amp DA1. RE för den negativa kanalen VT2 öppnas av ström genom R6. Så snart minus på utgången överstiger plusvärdet i absolut värde, kommer den att öppna VT3 något, vilket kommer att stänga VT2 och de absoluta värdena för utspänningarna kommer att vara lika. Driftskontroll över utgångens symmetri utförs med hjälp av en mätklocka med en nolla i mitten av skalan P1 (dess utseende visas i insatsen), och justering, om nödvändigt, utförs av R11.

Den sista höjdpunkten är utgångsfiltret C9-C12, L1, L2. Denna design är nödvändig för att absorbera eventuell HF-störning från belastningen, för att inte störa din hjärna: prototypen är buggig eller strömförsörjningen är "vinglig". Med enbart elektrolytiska kondensatorer, shuntade med keramik, finns det ingen fullständig säkerhet här, den stora självinduktansen hos "elektrolyterna" stör. Och drosslar L1, L2 delar "återgången" av lasten över hela spektrumet och till var och en sin egen.

Denna strömförsörjningsenhet, till skillnad från de tidigare, kräver viss justering:

Anslut en belastning på 1-2 A vid 30V;
R8 är inställd på max, i det högsta läget enligt diagrammet;
Med hjälp av en referensvoltmeter (vilken digital multimeter som helst fungerar nu) och R11, ställs kanalspänningarna in till att vara lika i absolutvärde. Kanske, om op-amp inte har förmågan att balansera, måste du välja R10 eller R12;
Använd R14-trimmern för att ställa in P1 exakt på noll.

Om reparation av nätaggregat

PSU:er misslyckas oftare än andra elektroniska enheter: de tar det första slaget av nätverksspänningar, och de får också mycket av belastningen. Även om du inte tänker göra din egen strömförsörjning, kan en UPS, förutom en dator, finnas i en mikrovågsugn, tvättmaskin och andra hushållsapparater. Förmågan att diagnostisera en strömförsörjning och kunskap om grunderna för elsäkerhet kommer att göra det möjligt, om inte att fixa felet själv, så att kompetent pruta om priset med reparatörer. Låt oss därför titta på hur en strömförsörjning diagnostiseras och repareras, särskilt med ett IIN, eftersom över 80 % av misslyckanden är deras andel.

Mättnad och drag

Först av allt, om några effekter, utan att förstå vilka det är omöjligt att arbeta med en UPS. Den första av dem är mättnaden av ferromagneter. De är inte kapabla att absorbera energier av mer än ett visst värde, beroende på materialets egenskaper. Hobbyister möter sällan mättnad på järn, det kan magnetiseras till flera Tesla (Tesla, en måttenhet för magnetisk induktion). Vid beräkning av järntransformatorer tas induktionen till 0,7-1,7 Tesla. Ferriter tål endast 0,15-0,35 T, deras hysteresloop är "mer rektangulär" och arbetar vid högre frekvenser, så deras sannolikhet att "hoppa in i mättnad" är storleksordningar högre.

Om den magnetiska kretsen är mättad, växer induktionen i den inte längre och sekundärlindningarnas EMF försvinner, även om den primära redan har smält (minns du skolfysik?). Stäng nu av primärströmmen. Magnetfältet i mjuka magnetiska material (hårda magnetiska material är permanenta magneter) kan inte existera stationärt, som en elektrisk laddning eller vatten i en tank. Den kommer att börja försvinna, induktionen kommer att sjunka och en EMF med motsatt polaritet i förhållande till den ursprungliga polariteten kommer att induceras i alla lindningar. Denna effekt används ganska ofta i IIN.

Till skillnad från mättnad är genomström i halvledarenheter (helt enkelt drag) ett absolut skadligt fenomen. Det uppstår på grund av bildandet/resorptionen av rymdladdningar i p- och n-regionerna; för bipolära transistorer - främst i basen. Fälteffekttransistorer och Schottky-dioder är praktiskt taget fria från drag.

Till exempel, när spänning påläggs/borttas till en diod, leder den ström i båda riktningarna tills laddningarna samlas/löses upp. Det är därför spänningsförlusten på dioderna i likriktare är mer än 0,7V: vid omkopplingsögonblicket har en del av laddningen av filterkondensatorn tid att flöda genom lindningen. I en parallell dubbleringslikriktare rinner draget genom båda dioderna samtidigt.

Ett drag av transistorer orsakar en spänningsstöt på kollektorn, vilket kan skada enheten eller, om en last är ansluten, skada den genom extra ström. Men även utan det ökar ett transistordrag de dynamiska energiförlusterna, som ett dioddrag, och minskar enhetens effektivitet. Kraftfulla fälteffekttransistorer är nästan inte mottagliga för det, eftersom ackumulera inte laddning i basen på grund av dess frånvaro, och byter därför mycket snabbt och smidigt. "Nästan", eftersom deras source-gate-kretsar är skyddade från omvänd spänning av Schottky-dioder, som är något, men genomgående.

TIN-typer

UPS spårar deras ursprung till blockeringsgeneratorn, pos. 1 i fig. 6. När den är påslagen öppnas Uin VT1 något av ström genom Rb, ström flyter genom lindningen Wk. Det kan inte omedelbart växa till gränsen (kom ihåg skolfysiken igen); en emk induceras i basen Wb och lastlindningen Wn. Från Wb till Sb framtvingar den upplåsningen av VT1. Ingen ström flyter genom Wn ännu och VD1 startar inte.

När magnetkretsen är mättad stannar strömmarna i Wb och Wn. Sedan, på grund av förlusten (resorption) av energi, sjunker induktionen, en EMF med motsatt polaritet induceras i lindningarna, och den omvända spänningen Wb låser (blockerar) omedelbart VT1, vilket sparar den från överhettning och termisk nedbrytning. Därför kallas ett sådant schema en blockeringsgenerator, eller helt enkelt blockering. Rk och Sk skär av HF-störningar, varav blockering producerar mer än tillräckligt. Nu kan en del användbar ström tas bort från Wn, men bara genom 1P-likriktaren. Denna fas fortsätter tills Sat är helt laddat eller tills den lagrade magnetiska energin är slut.

Denna effekt är dock liten, upp till 10W. Om du försöker ta mer kommer VT1 att brinna ut från ett starkt drag innan det låser sig. Eftersom Tp är mättad är blockeringseffektiviteten inte bra: mer än hälften av energin som lagras i magnetkretsen flyger iväg för att värma andra världar. Det är sant att på grund av samma mättnad stabiliserar blockering i viss mån varaktigheten och amplituden för dess pulser, och dess krets är mycket enkel. Därför används ofta blockeringsbaserade TIN i billiga telefonladdare.

Notera: värdet av Sb till stor del, men inte helt, som de skriver i amatöruppslagsböcker, bestämmer pulsupprepningsperioden. Värdet på dess kapacitans måste kopplas till magnetkretsens egenskaper och dimensioner och transistorns hastighet.

Blockering gav vid ett tillfälle upphov till linjeavsöknings-TV med katodstrålerör (CRT), och det födde en INN med en spjälldiod, pos. 2. Här tvångsöppnar/låser styrenheten, baserat på signaler från Wb och DSP-återkopplingskretsen, VT1 innan Tr är mättad. När VT1 är låst stängs backströmmen Wk genom samma spjälldiod VD1. Detta är arbetsfasen: redan större än vid blockering avlägsnas en del av energin i lasten. Det är stort för när det är helt mättat flyger all extra energi iväg, men här finns det inte tillräckligt med det extra. På så sätt är det möjligt att ta bort ström upp till flera tiotals watt. Men eftersom styrenheten inte kan fungera förrän Tr har närmat sig mättnad, slår transistorn fortfarande igenom starkt, de dynamiska förlusterna är stora och kretsens effektivitet lämnar mycket mer att önska.

IIN med en dämpare är fortfarande levande i tv-apparater och CRT-skärmar, eftersom IIN och den horisontella skanningsutgången kombineras i dem: krafttransistorn och TP är vanliga. Detta minskar produktionskostnaderna avsevärt. Men ärligt talat är ett IIN med en dämpare i grunden försvagad: transistorn och transformatorn tvingas arbeta hela tiden på gränsen till misslyckande. Ingenjörerna som lyckades få denna krets till acceptabel tillförlitlighet förtjänar den djupaste respekten, men det rekommenderas starkt inte att sticka in en lödkolv utom för proffs som har genomgått professionell utbildning och har lämplig erfarenhet.

Push-pull INN med separat återkopplingstransformator används mest, eftersom har de bästa kvalitetsindikatorerna och tillförlitligheten. Men när det gäller RF-störningar, syndar det också fruktansvärt i jämförelse med "analoga" strömförsörjningar (med transformatorer på hårdvara och SNN). För närvarande finns detta schema i många modifikationer; kraftfulla bipolära transistorer i den är nästan helt ersatta av fälteffekter som styrs av speciella enheter. IC, men funktionsprincipen förblir oförändrad. Det illustreras av originaldiagrammet, pos. 3.

Begränsningsanordningen (LD) begränsar laddningsströmmen för kondensatorerna på ingångsfiltret Sfvkh1(2). Deras stora storlek är ett oumbärligt villkor för driften av enheten, eftersom Under en arbetscykel tas en liten del av den lagrade energin från dem. Grovt sett spelar de rollen som en vattentank eller luftmottagare. Vid laddning "kort" kan den extra laddningsströmmen överstiga 100A under en tid på upp till 100 ms. Rc1 och Rc2 med ett motstånd i storleksordningen MOhm behövs för att balansera filterspänningen, eftersom den minsta obalans i hans axlar är oacceptabelt.

När Sfvkh1(2) laddas genererar ultraljudstriggerenheten en triggerpuls som öppnar en av armarna (vilken en inte spelar någon roll) på inverteraren VT1 VT2. En ström flyter genom lindningen Wk på en stor krafttransformator Tr2 och den magnetiska energin från dess kärna genom lindningen Wn förbrukas nästan helt på likriktning och på belastningen.

En liten del av energin Tr2, bestämd av värdet på Rogr, tas bort från lindningen Woc1 och tillförs lindningen Woc2 på en liten grundläggande återkopplingstransformator Tr1. Den mättas snabbt, den öppna armen stängs och, på grund av förlust i Tr2, öppnas den tidigare stängda, som beskrivits för blockering, och cykeln upprepas.

I huvudsak är ett push-pull IIN 2 blockerare som "skjuter" varandra. Eftersom den kraftfulla Tr2 inte är mättad är draget VT1 VT2 litet, "sjunker" helt in i magnetkretsen Tr2 och går i slutändan in i lasten. Därför kan en tvåtakts IPP byggas med en effekt på upp till flera kW.

Det är värre om han hamnar i XX-läge. Sedan, under halvcykeln, kommer Tr2 att hinna mätta sig själv och ett starkt drag kommer att bränna både VT1 och VT2 på en gång. Men nu finns det kraftferriter till försäljning för induktion upp till 0,6 Tesla, men de är dyra och försämras från oavsiktlig magnetiseringsomkastning. Ferriter med en kapacitet på mer än 1 Tesla utvecklas, men för att IIN ska uppnå "järn"-tillförlitlighet krävs minst 2,5 Tesla.

Diagnostisk teknik

Vid felsökning av en "analog" strömförsörjning, om den är "dumt tyst", kontrollera först säkringarna, sedan skyddet, RE och ION, om den har transistorer. De ringer normalt – vi går vidare element för element, som beskrivs nedan.

I IIN, om det "startar" och omedelbart "stoppar ut", kontrollerar de först styrenheten. Strömmen i den begränsas av ett kraftfullt lågresistansmotstånd, sedan shuntad av en optotyristor. Om "motståndet" uppenbarligen är bränt, byt ut det och optokopplaren. Andra delar av styrenheten misslyckas extremt sällan.

Om IIN är "tyst, som en fisk på is", börjar diagnosen också med OU (kanske har "reziken" helt utbränt). Sedan - ultraljud. Billiga modeller använder transistorer i lavinbrytningsläge, vilket är långt ifrån att vara mycket tillförlitligt.

Nästa steg i någon strömförsörjning är elektrolyter. Brott på höljet och läckage av elektrolyt är inte alls lika vanliga som de skriver på RuNet, men kapacitetsförlust inträffar mycket oftare än fel på aktiva element. Elektrolytiska kondensatorer kontrolleras med en multimeter som kan mäta kapacitans. Under det nominella värdet med 20% eller mer - vi sänker ner de "döda" i slammet och installerar en ny, bra.

Sedan finns det de aktiva elementen. Du vet förmodligen hur man ringer dioder och transistorer. Men det finns 2 knep här. Den första är att om en Schottky-diod eller zenerdiod anropas av en testare med ett 12V-batteri, kan enheten visa ett haveri, även om dioden är ganska bra. Det är bättre att ringa dessa komponenter med hjälp av en pekare med ett 1,5-3 V batteri.

Den andra är kraftfulla fältarbetare. Ovan (märkte du?) sägs det att deras I-Z är skyddade av dioder. Därför verkar kraftfulla fälteffekttransistorer låta som användbara bipolära transistorer, även om de är oanvändbara om kanalen är "utbränd" (försämrad) inte helt.

Här är det enda sättet som finns hemma att ersätta dem med kända bra, båda på en gång. Om det finns en bränd kvar i kretsen, drar den omedelbart en ny fungerande med sig. Elektronikingenjörer skämtar om att kraftfulla fältarbetare inte kan leva utan varandra. En annan prof. skämt - "ersättande gay par." Detta innebär att transistorerna i IIN-armarna måste vara strikt av samma typ.

Slutligen film- och keramiska kondensatorer. De kännetecknas av interna avbrott (hittade av samma testare som kontrollerar "luftkonditioneringarna") och läckage eller haveri under spänning. För att "fånga" dem måste du montera en enkel krets enligt fig. 7. Steg-för-steg-testning av elektriska kondensatorer för haveri och läckage utförs enligt följande:

Vi ställer in på testaren, utan att ansluta den någonstans, den minsta gränsen för att mäta likspänning (oftast 0,2V eller 200mV), upptäcker och registrerar enhetens eget fel;
Vi slår på mätgränsen på 20V;
Vi ansluter den misstänkta kondensatorn till punkterna 3-4, testaren till 5-6, och till 1-2 applicerar vi en konstant spänning på 24-48 V;
Växla ner multimeterns spänningsgränser till den lägsta;
Om den på någon testare visar något annat än 0000.00 (åtminstone - något annat än sitt eget fel), är kondensatorn som testas inte lämplig.

Det är här den metodiska delen av diagnosen slutar och den kreativa delen börjar, där alla instruktioner bygger på din egen kunskap, erfarenhet och överväganden.

Ett par impulser

UPS:er är en speciell artikel på grund av deras komplexitet och kretsmångfald. Här kommer vi till att börja med titta på ett par prover med hjälp av pulsbreddsmodulering (PWM), vilket gör att vi kan erhålla UPS av bästa kvalitet. Det finns många PWM-kretsar i RuNet, men PWM är inte så läskigt som det är gjort för att vara...

För ljusdesign

Du kan helt enkelt tända LED-remsan från valfri strömkälla som beskrivs ovan, förutom den i fig. 1, ställ in önskad spänning. SNN med pos. 1 Fig. 3, det är lätt att göra 3 av dessa, för kanalerna R, G och B. Men hållbarheten och stabiliteten hos lysdiodernas glöd beror inte på spänningen som appliceras på dem, utan på strömmen som flyter genom dem. Därför bör en bra strömförsörjning för LED-remsor innehålla en belastningsströmstabilisator; i tekniska termer - en stabil strömkälla (IST).

Ett av scheman för att stabilisera ljusremsströmmen, som kan upprepas av amatörer, visas i fig. 8. Den är monterad på en integrerad timer 555 (inhemsk analog - K1006VI1). Ger en stabil bandström från en strömförsörjningsspänning på 9-15 V. Mängden stabil ström bestäms av formeln I = 1/(2R6); i detta fall - 0,7A. Den kraftfulla transistorn VT3 är nödvändigtvis en fälteffekttransistor; från ett drag, på grund av basens laddning, kommer en bipolär PWM helt enkelt inte att bildas. Induktor L1 är lindad på en ferritring 2000NM K20x4x6 med en 5xPE 0,2 mm sele. Antal varv – 50. Dioder VD1, VD2 – valfri kisel RF (KD104, KD106); VT1 och VT2 – KT3107 eller analoger. Med KT361 osv. Ingångsspänningen och ljusstyrkan kommer att minska.

Kretsen fungerar så här: först laddas tidsinställningskapacitansen C1 genom R1VD1-kretsen och laddas ur genom VD2R3VT2, öppen, d.v.s. i mättnadsläge, genom R1R5. Timern genererar en sekvens av pulser med maximal frekvens; mer exakt - med en minimal arbetscykel. Den tröghetsfria omkopplaren VT3 genererar kraftfulla impulser, och dess VD3C4C3L1 kabelnät jämnar ut dem till likström.

Notera: Arbetscykeln för en serie pulser är förhållandet mellan deras repetitionsperiod och pulsens varaktighet. Om till exempel pulslängden är 10 μs, och intervallet mellan dem är 100 μs, blir arbetscykeln 11.

Strömmen i lasten ökar, och spänningsfallet över R6 öppnar VT1, d.v.s. överför det från avstängningsläget (låsningsläget) till det aktiva (förstärkningsläget). Detta skapar en läckagekrets för basen av VT2 R2VT1+Upit och VT2 går också in i aktivt läge. Urladdningsströmmen C1 minskar, urladdningstiden ökar, seriens arbetscykel ökar och medelströmvärdet sjunker till normen specificerad av R6. Detta är kärnan i PWM. Vid minsta ström, d.v.s. vid maximal arbetscykel urladdas C1 genom VD2-R4-intern timeromkopplarkrets.

I den ursprungliga designen tillhandahålls inte möjligheten att snabbt justera strömmen och följaktligen ljusstyrkan på glöden; Det finns inga 0,68 ohm potentiometrar. Det enklaste sättet att justera ljusstyrkan är genom att, efter justering, ansluta en 3,3-10 kOhm potentiometer R* i gapet mellan R3 och VT2-sändaren, markerad i brunt. Genom att flytta dess motor ner i kretsen kommer vi att öka urladdningstiden för C4, arbetscykeln och minska strömmen. En annan metod är att kringgå basövergången för VT2 genom att slå på en potentiometer på cirka 1 MOhm vid punkterna a och b (markerade i rött), mindre föredraget, eftersom justeringen blir djupare, men grövre och skarpare.

Tyvärr, för att ställa in detta användbara inte bara för IST-ljusband, behöver du ett oscilloskop:

Minsta +Upit tillförs kretsen.
Genom att välja R1 (impuls) och R3 (paus) uppnår vi en arbetscykel på 2, d.v.s. Pulslängden måste vara lika med pausens längd. Du kan inte ge en arbetscykel mindre än 2!
Servera maximalt +Upit.
Genom att välja R4 uppnås märkvärdet för en stabil ström.

För laddning

I fig. 9 – diagram över det enklaste ISN med PWM, lämplig för laddning av en telefon, smartphone, surfplatta (en bärbar dator fungerar tyvärr inte) från ett hemmagjort solbatteri, vindgenerator, motorcykel- eller bilbatteri, magneto ficklampa "bugg" och annat lågeffekt instabil slumpmässig källa strömförsörjning Se diagrammet för inspänningsområdet, det är inget fel där. Denna ISN är verkligen kapabel att producera en utspänning som är större än ingången. Som i den föregående finns här effekten av att ändra polariteten på utgången i förhållande till ingången; detta är i allmänhet en patentskyddad egenskap hos PWM-kretsar. Låt oss hoppas att efter att ha läst den föregående noggrant kommer du att förstå arbetet med denna lilla sak själv.

För övrigt om laddning och laddning

Att ladda batterier är en mycket komplex och känslig fysisk och kemisk process, vars överträdelse minskar deras livslängd flera gånger eller tiotals gånger, d.v.s. antal laddnings-urladdningscykler. Laddaren ska utifrån mycket små förändringar i batterispänningen beräkna hur mycket energi som tagits emot och reglera laddströmmen därefter enligt en viss lag. Därför är laddaren inte på något sätt en strömkälla, och endast batterier i enheter med en inbyggd laddningskontroll kan laddas från vanliga nätaggregat: telefoner, smartphones, surfplattor och vissa modeller av digitalkameror. Och laddning, som är en laddare, är ett ämne för en separat diskussion.

Question-remont.ru sa:

Det kommer att bli en del gnistor från likriktaren, men det är nog ingen stor grej. Poängen är den sk. differentiell utgångsimpedans för strömförsörjningen. För alkaliska batterier handlar det om mOhm (milliohms), för sura batterier är det ännu mindre. En trance med en bro utan utjämning har tiondels och hundradels ohm, dvs ca. 100-10 gånger mer. Och startströmmen för en borstad likströmsmotor kan vara 6-7 eller till och med 20 gånger större än driftsströmmen. Din är troligen närmare den senare - snabbaccelererande motorer är mer kompakta och mer ekonomiska, och den enorma överbelastningskapaciteten på batterierna gör att du kan ge motorn så mycket ström den klarar för acceleration. En trans med en likriktare kommer inte att ge lika mycket momentan ström, och motorn accelererar långsammare än den var designad för, och med en stor glidning av ankaret. Från detta, från den stora glidningen, uppstår en gnista, och förblir sedan i drift på grund av självinduktion i lindningarna.

Vad kan jag rekommendera här? Först: ta en närmare titt - hur gnistar det? Du måste se den i drift, under belastning, dvs. under sågning.

Om gnistor dansar på vissa ställen under borstarna är det okej. Min kraftfulla Konakovo borr gnistrar så mycket från födseln, och för guds skull. På 24 år bytte jag borstarna en gång, tvättade dem med alkohol och polerade kommutatorn - det är allt. Om du anslutit ett 18V-instrument till en 24V-utgång är det normalt med lite gnistor. Rulla av lindningen eller släck överspänningen med något som en svetsreostat (ett motstånd på cirka 0,2 Ohm för en effektförlust på 200 W eller mer), så att motorn arbetar med märkspänningen och, med största sannolikhet, gnistan försvinner bort. Om du ansluter den till 12 V, i hopp om att den efter rättelse skulle vara 18, då förgäves - den likriktade spänningen sjunker avsevärt under belastning. Och kommutatorns elmotor bryr sig förresten inte om den drivs av likström eller växelström.

Närmare bestämt: ta 3-5 m ståltråd med en diameter på 2,5-3 mm. Rulla till en spiral med en diameter på 100-200 mm så att varven inte rör vid varandra. Placera på en brandsäker dielektrisk dyna. Rengör ändarna på tråden tills de är blanka och vik dem till "öron". Det är bäst att omedelbart smörja med grafitsmörjmedel för att förhindra oxidation. Denna reostat är ansluten till brottet i en av ledningarna som leder till instrumentet. Det säger sig självt att kontakterna ska vara skruvar, hårt åtdragna, med brickor. Anslut hela kretsen till 24V-utgången utan likriktning. Gnistan är borta, men kraften på axeln har också sjunkit - reostaten måste minskas, en av kontakterna måste kopplas 1-2 varv närmare den andra. Det gnistor fortfarande, men mindre - reostaten är för liten, du måste lägga till fler varv. Det är bättre att omedelbart göra reostaten uppenbart stor för att inte skruva på ytterligare sektioner. Det är värre om elden är längs hela kontaktlinjen mellan borstarna och kommutatorn eller gnistsvansarna bakom dem. Sedan behöver likriktaren ett kantutjämningsfilter någonstans, enligt dina data, från 100 000 µF. Inte ett billigt nöje. "Filtret" i detta fall kommer att vara en energilagringsenhet för att accelerera motorn. Men det kanske inte hjälper om transformatorns totala effekt inte räcker. Effektiviteten för borstade DC-motorer är ca. 0,55-0,65, dvs. överföring behövs från 800-900 W. Det vill säga, om filtret är installerat, men fortfarande gnistor med eld under hela borsten (under båda, förstås), så klarar inte transformatorn uppgiften. Ja, om du installerar ett filter, måste dioderna på bryggan vara klassade för tredubbla driftströmmen, annars kan de flyga ut från laddningsströmstyrkan när de är anslutna till nätverket. Och sedan kan verktyget startas 5-10 sekunder efter att ha anslutits till nätverket, så att "bankerna" hinner "pumpa upp".

Och det värsta är om gnistorarna från borstarna når eller nästan når den motsatta borsten. Detta kallas allroundbrand. Det bränner mycket snabbt ut uppsamlaren till en punkt av fullständig förfall. Det kan finnas flera orsaker till en cirkulär brand. I ditt fall är det mest troliga att motorn slogs på med 12 V med likriktning. Sedan, vid en ström på 30 A, är den elektriska effekten i kretsen 360 W. Ankaret glider mer än 30 grader per varv, och detta är nödvändigtvis en kontinuerlig allroundbrand. Det är också möjligt att motorankaret är lindat med en enkel (inte dubbel) våg. Sådana elmotorer är bättre på att övervinna momentana överbelastningar, men de har en startström - mamma, oroa dig inte. Jag kan inte säga mer exakt i frånvaro, och det är ingen mening med det - det finns knappast något vi kan fixa här med våra egna händer. Då blir det förmodligen billigare och lättare att hitta och köpa nya batterier. Men försök först att starta motorn med en något högre spänning genom reostaten (se ovan). Nästan alltid är det på detta sätt möjligt att skjuta ner en kontinuerlig allroundbrand till priset av en liten (upp till 10-15%) effektminskning på axeln.